Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Kỹ thuật điện tử được biên soạn dựa theo nhiều tài liệu của những tác giả đã được xuất bản, cập nhật thông tin trên mạng sau đó chọn lọc, tổng hợp mà đặc biệt là bài giảng m
Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện tửCHƯƠNG 2: DIOD CHỉNH LƯU và các mạch ứng dụng2.1. Cấu tạo:Diod gồm 1 tiếp xúc p -n và 2 điện cực đưa ra từ 2 miền. Điện cực đưa ra từmiền bán dẫn loại p, n lần lượt gọi là cực Anod( A), cực Katod(K).Ký hiệu:Đặc tuyến V-A của Diod chỉnh lưu và nguyên lý làm việc giống như củatiếp xúc p-n. 2.2. Các tham số cơ bản của Diod chỉnh lưu Điện trở 1 chiều:Điện trở một chiều tại điểm phân cực là tỷ số giữa điện áp trên dòng điệncủa diod tại điểm phân cực.RDC= UAK / IA Điện trở động (điện trở vi phân):Điện trở động tại điểm khảo sát là tỷ số giữa biến thiên của điện áp trênbiến thiên của dòng điện tại điểm đó.Khi Diod phân cực thuận, đặc tuyến của Diod có dạng dốc đứng nên rd nhỏ.rd=vd/id=vD /iD=dVD/dID=26mV/ID2.3. Mạch chỉnh lưu:Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ biến đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều thànhmột chiều để cấp cho tải.2.3.1. Mạch chỉnh lưu 1 nửa chu kỳ(1 bán kỳ): Sơ đồ mạch và dạng sóng:QvVttvTA KRHình 2.1. Dạng sóng và sơ đồ mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ. Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện tử Tác dụng linh kiện:Biến áp T: biến đổi điện áp lưới vv xoay chiều thành điện áp xoay chiều vstheo yêu cầu.D: Diod chỉnh lưu;Rt: điện trở tải Nguyên lý làm việc:ở bán kỳ (+): D được phân cực thuận, nên D dẫn, có dòng qua tải.ở bán kỳ (-) : D được phân cực nghịch, nên D tắt, không có dòng qua tải.Vậy ứng với một chu kỳ của điện áp xoay chiều, Diod chỉ dẫn trong 1/2 chu kỳ.Điện áp trung bình trên tải: PPtbVdVdvV sin21)(210 02.3.2. Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ : Sơ đồ mạch và dạng sóng:Hình 2.2. Dạng sóng va sơ đồ mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ Tác dụng linh kiện:Biến áp T 3 dây: tạo ra hai điện áp xoay chiều ngược pha nhau từ điện áp lưới.D1, D2: Diod chỉnh lưu.; RT: điện trở tải Nguyên lý làm việc:Giả sử v1 cùng pha với vV, thì v2 ngược pha với vV.ở bán kỳ (+) của UV: D1 được phân cực thuận, D2 được phân cực nghịch, nênD1 dẫn, D2 tắt, suy ra có dòng qua tải. ở bán kỳ (-) của UV: D1 được phân cực nghịch, D2 được phân cực thuận nên D1tắt, D2dẫn, suy ra có dòng qua tải.Vậy ứng với một chu kỳ của điện áp vào xoay chiều thì Diod dẫn điện với cả 2nửa chu kỳ.Điện áp trung bình trên tải: PPtbVdVdvV2sin221)(220 0 vVttvRtD2RDI Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện tử2.3.3. Mạch chỉnh lưu cầu: Sơ đồ mạch và dạng sóng:Hình 2.3. Dạng sóng và sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu chu kỳ Tác dụng linh kiện:Biến áp T: biến đổi điện áp lưới xoay chiều vV thành điện áp xoay chiều vStheo yêu cầuD1, D2, D3, D4: cầu Diod.RT: điện trở tải Nguyên lý làm việc:ở bán kỳ (+) của vV , D1, D3 được phân cực thuận( D2, D4 được phân cựcnghịch), nên D1, D3 dẫn, có dòng I1 từ điểm A qua D1, RT, D3 về điểm B.ở bán kỳ (-) của UV, D2, D4 được phân cực thuận (D1, D3 được phân cựcnghịch), D2, D4 dẫn có dòng I2 từ B qua D2, RT, D4.Ta chọn: D1, D2, D3, D4 giống nhau nên I1= I2=IT.Mạch chỉnh lưu cầu gồm 2 nhánh, mỗi nhánh gồm 2 Diod, mắc nối tiếp nhau.Mỗi Diod chỉ chịu 1/2 điện áp ngược khi phân cực nghịch, tăng tuổi thọ Diod.Đây chính là ưu điểm của mạch chỉnh lưu cầu.vVttvRtTD2D3D4D1BAR Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện tửĐiện áp trung bình trên tải: PPtbVdVdvV2sin221)(220 0 2.4. Mạch lọc điện:Điện áp hay dòng điện sau chỉnh lưu tuy có cực tính không đổi nhưng dạngsóng của nó vẫn còn thay đổi một cách có chu kỳNhiệm vụ của mach lọc là cách lọc các sóng có hài bậc cao để điện áp rabằng phẳngCác loại mạch lọc: Mạch lọc dùng tụ C dùng cho các bộ chỉnh lưu có dòng tải bé thường mắc Csong song với điện trở tải. Mạch lọc dùng LC cho các bộ chỉnh lưu có dòng tải lớn, thay đổi nhiều. Khi Lcó giá trị bé, C nạp nhanh đến giá trị đỉnh Vp. Khi tăng L, dòng nạp cho C tăngchậm, kéo dài thời gian nạp với biên độ thấp hơn. Khi tăng L đến 1 giá trị tới hạnthì 1 trong 2 diod dẫn liên tục (mạch chỉnh lưu toàn sóng) nên dòng tải được cấpliên tục C hầu nh ư không xả hoặc nạp và giữ giá trị không đổi là 2Vp/pi.Xét mạch lọc dùng tụ C trong mạ ch chỉnh lưu một nửa chu kỳở bán kỳ dương của vv, D được phân cực thuận, nên D dẫn, có dòng qua Rvà đồng thời tụ C được nạp điện. Đến lúc vv đạt giá trị cực đạ i thì điện áp trên tụ Ccũng đạt giá trị lớn nhất. Sau đó đ iện áp vv bắt đầu giảm, nên cực A của D có điệnáp âm hơn cực K nên D bị phân cực nghịch, D tắt. Tụ C xả điện qua R. ở bán kỳdương tiếp theo, quá trình cứ tiếp diễn như vậy, ta có dạng sóng ra như hình 2.4.Hình 2.4. Sơ đồ mạch và dạng sóng mạch chỉnh lưu một nửa chu kỳ có dùng mạch lọc bằng tụ CCRvVttvT . cầu.vVttvRtTD2D3D4D1BAR Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện tử iện áp trung bình trên tải: PPtbVdVdvV2sin 221 ) (22 0 0 2. 4.. bình trên tải: PPtbVdVdvV2sin 221 ) (22 0 0 vVttvRtD2RDI Chương 2: Diod chỉnh lưu và các mạch ứng dụngBài giảng môn Kỹ thuật điện t 2 .3.3. Mạch chỉnh lưu cầu: